设计新型数据中心——回顾超级数据中心的设计历程

作者：黄永兵 2010-09-06 09:53:52

云计算 H+L为NWSC做的设计是可持续发展的，整个建筑都符合LEED的金色认证标准，它具有实时监控能源消耗和电源使用效率（PUE）的能力，PUE是绿色电网协会的度量标准，NWSC的PUE值是非常低的，因为它使用了汽化制冷技术，在怀俄明的气候环境中，这项技术工作得很好。

本文作者Scott Kuehn是H+L Architecture的合伙人，H+L Architecture是一家建筑、景观和室内设计公司，有80多名员工，在丹佛和科罗拉多设有办事处，公司专门从事科学、技术、医疗保健和教育项目的规划和设计。

美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）怀俄明超级计算中心（Wyoming Supercomputing Center，NWSC）建设项目决定由H+L Architecture设计解决方案，由于这个项目的特殊性需求，设计人员不得不放弃许多数据中心建设标准，转而寻求新的解决方法，希望建成一个与众不同的设施，除了H+L Architecture外，项目团队还包括桑德斯建设（Saunders Construction），加利福尼亚数据中心设计集团（California Data Center Design Group），RMH集团，Rumsey工程公司和马丁/马丁咨询（Martin/Martin Consulting）工程公司。

用于关键研究，计算能力惊人

全球气候变化问题的讨论比以往任何时候都激烈，作为气候变化问题的研究机构，NCAR现在新建数据中心显得有点不合时宜，因为数据中心本身就是碳排放大户，但该数据中心将用于天气和气候的详细研究，研究结果将为决策者应对全球变暖提供关键的决策依据。

除了解开天气和气候的秘密外，这个面积约15.3万平方英尺的数据中心将有助于解答一大堆大气和地球科学问题，其存储设备将保存***的历史气候记录。NWSC将会在2.4万平方英尺的区域内安装10多万颗处理器，其计算能力是目前NCAR计算设备的20多倍。

解决项目挑战

NWSC项目的***个挑战是项目团队成员来自多家机构和公司，包括美国大气研究大学协会，怀俄明大学，怀俄明州政府，Cheyenne LEADS，怀俄明贸易委员会，国家自然科学基金会，Cheyenne照明，燃气和电力，需做好多方的协调工作。

除了需要做好多方协调外，必须提供一个能长期运行的解决方案，至少要能为客户服务40年。H+L为每个问题研究了各种可能的解决方法，从电池类型到特殊的发电机，再到如何更好地遵守国防部颁发的指导方针。

从数据中心规模来讲，虽然这个数据中心只能算是小到中型，但它需要替换和更新的计算机设备是高于常规的，它将会连续不断地使用世界上最快，***进的计算机系统，和其它很少更新设备的数据中心不一样，平均每3年NWSC的计算机设备就会全部更新一次，旧设备将会全部被淘汰。

为未来发展做好规划

在NWSC的设计中，另一个关键的问题是如何更好地顺应未来的发展，NCAR为超级计算机系统提供了一个开放竞争的采购流程，很难预测将会使用什么类型的计算机，最近几年计算机系统已经发生了很大的变化，下一代计算机相对会更稳定，未来先进的技术可能会产生许多不同的系统，设计人员不可能预知要给这些未来的系统预留什么样的空间，但无论如何，要为将来的发展做好长远规划。

NWSC总共有1.2万平方英尺的高架地板，H+L的总规划是这个数字的两倍，整个建筑将采用模块化设计，可实现良好的扩展性和升级，能适应未来各种变化。对大多数数据中心而言，使用空气制冷系统是***，最经济的解决方案，但NWSC需要两种制冷系统，一个是空气制冷，另一个是水冷，在这个项目中，和大多数数据中心一样，设备制冷是一个重要的问题，很明显，运转越快的计算机，其产生的热量也越多。H+L为NWSC设计的解决方案还包括了使用风电，因为怀俄明州的Happy Jack风力发电公司和该数据中心距离很近，此外，怀俄明还有大量未开发的电力，因此电力供应在未来不会成为瓶颈。

加入绿色设计元素：LEED金奖

H+L为NWSC做的设计是可持续发展的，整个建筑都符合LEED的金色认证标准，它具有实时监控能源消耗和电源使用效率（PUE）的能力，PUE是绿色电网协会的度量标准，NWSC的PUE值是非常低的，因为它使用了汽化制冷技术，在怀俄明的气候环境中，这项技术工作得很好。

NWSC每年需要补充制冷的时间低于200小时，大部分时间，整个建筑都使用户外的空气实现汽化制冷，与传统数据中心比较，光这一项制冷技术就可以让NWSC每年减少80%的能源消耗。H+L的设计方案中还提到了利用服务器产生的热量为办公室供暖或融化路面上的冰，此外，室内采光的设计也很到位，白天基本上就不用打开照明设备了，光这一项设计也可为数据中心节省一笔不菲的电费开支。

让来访者者和内部员工都感觉很温馨

大多数数据中心都会拒绝来访者，但NWSC不一样，不管是长期职守的工作人员，还是偶尔到来的参观者，都会感到很舒适，NCAR专门有一个来访者中心，在这里可以看到整个数据中心的全貌，并希望普通大众能来这里参观和学习，在校学生可以在这里看到21世纪***进的科学技术，并有机会和自己的科学偶像亲密接触。NWSC将会和怀俄明州大学建立伙伴关系，开设相关课程，另外还有71个成员大学，17个附属机构和16个国际附属机构受益。
除了为来访者提供友好的设计元素外，长期呆在这里的工作人员所处的空间也很舒服，能沐浴到自然阳光，能呼吸到户外清新的空气，还有一个2900平方英尺的内部庭院，里面有草和各种植物，还有长凳，员工可以在工作之余来这里放松放松。

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